sistemas de segurança activa

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Colecção Formação Modular Automóvel SISTEMAS DE SEGURANÇA ACTIVA SISTEMAS DE SEGURANÇA ACTIVA COMUNIDADE EUROPEIA Fundo Social Europeu

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  • Coleco

    Formao Modular Automvel

    SISTEMAS DE SEGURANA ACTIVA

    SISTEMAS DE SEGURANA ACTIVA

    COMUNIDADE EUROPEIAFundo Social Europeu

  • Sistemas de Segurana Activa

    Referncias

    Coleco Formao Modular Automvel

    Ttulo do Mdulo Sistemas de Segurana Activa

    Coordenao Tcnico-Pedaggica CEPRA Centro de Formao Profissional da Reparao Automvel Departamento Tcnico Pedaggico

    Direco Editorial CEPRA Direco

    Autor CEPRA Desenvolvimento Curricular

    Maquetagem CEPRA Ncleo de Apoio Grfico

    Propriedade Instituto de Emprego e Formao Profissional Av. Jos Malhoa, 11 - 1000 Lisboa

    1 Edio Portugal, Lisboa, Fevereiro de 2000

    Depsito Legal 148200/00

    Produo apoiada pelo Programa Operacional Formao Profissional e Emprego, cofinanciado peloEstado Portugus, e pela Unio Europeia, atravs do FSE

    Ministrio de Trabalho e da Solidariedade Secretaria de Estado do Emprego e Formao

    Copyright, 2000 Todos os direitos reservados

    IEFP

  • Sistemas de Segurana Activa

    ndice

    NDICE

    DOCUMENTOS DE ENTRADA OBJECTIVOS GERAIS E ESPECFICOS DO MDULO..................................................E.1 PR-REQUISITOS.............................................................................................................E.4

    CORPO DO MDULO

    0 INTRODUO ........................................................................................................................0.1

    1 - SISTEMAS DE TRAVAGEM ...................................................................................................1.1 1.1 - BREVE DESCRIO DO SISTEMA ABS .....................................................................................1.1

    1.1.1 - CONSTITUIO DO SISTEMA ABS .................................................................................1.2

    1.1.2 - PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO DO ABS ....................................................................1.3

    1.1.3 - DIAGNSTICO DE UM SISTEMA ABS .............................................................................1.6

    1.1.4 - PRESCRIES A OBSERVAR NO VECULO EQUIPADO COM ABS...........................1.10

    1.2 - SISTEMA COMPENSADOR ELECTRNICO DA FORA DE TRAVAGEM - EBV ....................1.11

    1.3 - SISTEMAS DE REGULAO ELECTRNICA DA FORA DE TRAVAGEM - ELB...................1.13

    1.3.1 - PRINCPIOS BSICOS....................................................................................................1.13

    1.3.2 - FUNO ..........................................................................................................................1.14

    1.4 - SISTEMAS DE TRAVES PERMANENTES ..............................................................................1.15

    1.4.1 - TRAVO MOTOR ............................................................................................................1.16

    1.4.1.1 - TRAVO MOTOR - EXHAUST-VALVE-BRAKE (EVB)......................................1.17

    1.4.2 - RETARDADOR ................................................................................................................1.18

    1.4.2.1 - RETARDADOR HIDRODINMICO....................................................................1.19

    1.4.2.2 - RETARDADOR ELECTRODINMICO ..............................................................1.21

    1.4.2.3 - RETARDADOR HIDRODINMICO VERSUS ELECTRODINMICO..................1.21

    2 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAO...................................................................2.1 2.1 - MOTRICIDADE INTEGRAL...........................................................................................................2.1

    2.2 - SISTEMA DE DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE ..........................................................................2.2

    2.3 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAO ATRAVS DO ABS..........................................2.5

    2.3.1 - SISTEMA DE BLOQUEIO ELECTRNICO DO DIFERENCIAL - EDS..............................2.5

    2.4 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAO ATRAVS DO SISTEMA DE GESTO

    ELECTRNICA DO MOTOR 2.10

    2.4.1 - SISTEMA DE CONTROLO DE TRACO - ETC............................................................2.11

    2.4.2 - SISTEMA DE CONTROLO DE TRACO - ASR ...........................................................2.13

    2.4.2.1 - ACTUAO AO NVEL DOS TRAVES DO SISTEMA COMBINADO

    ABS/ASR 2.16

    2.4.2.2 - ACTUAO AO NVEL DO MOTOR DO SISTEMA COMBINADO ABS/

    ASR................................................................................................... 2.18

    2.5 - REGULAO ABS/EDS/ASR .....................................................................................................2.22

    3 - SISTEMA DE CONTROLO DE ESTABILIDADE DINMICA................................................ 3.1

  • Sistemas de Segurana Activa

    ndice

    3.1 - SISTEMAS DE QUATRO RODAS DIRECCIONAIS (4 WS) ..........................................................3.1

    3.2 - SISTEMA ELECTRNICO DE CONTROLO DA DIRECO .......................................................3.3

    3.2.1 - DIRECO COM ASSISTNCIA VARIVEL ....................................................................3.3

    3.3 - SISTEMAS DE SUSPENSO ELECTRNICOS...........................................................................3.5

    3.3.1 - SISTEMA DE SUSPENSO ADAPTVEL.........................................................................3.5

    3.3.2 - SUSPENSO PNEUMTICA AUTO-NIVELANTE .............................................................3.9

    3.4 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTABILIDADE POR MEIO DE ABS ......................................3.10

    3.4.1 - PROGRAMA ELECTRNICO DE ESTABILIDADE - ESP ...............................................3.10

    4 - OUTROS SISTEMAS DE SEGURANA ACTIVA ..................................................................4.1 4.1 FARIS COM LMPADAS DE XNON ..........................................................................................4.1

    4.2 - SENSOR DE CHUVA ....................................................................................................................4.3

    4.3 - ESPELHO RETROVISOR NTERIOR COM SISTEMA ANTI-ENCADEAMENTO AUTOM-

    TICO 4.4

    4.4 - DETECTORES DE SONOLNCIA ................................................................................................4.5

    4.4.1 - CONSTITUIO E FUNCIONAMENTO DE UM DETECTOR DE SONOLNCIA

    4.5

    BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................C.1

    DOCUMENTOS DE SADA PS-TESTE...................................................................................................................S.1 CORRIGENDA E TABELA DE COTAO DO PS-TESTE.....................................S.10

    ANEXOS EXERCCIOS PRTICOS..............................................................................................A.1 GUIA DE AVALIAO DOS EXERCCIOS PRTICOS ..............................................A.4

  • Sistemas de Segurana Activa E.1

    Objectivos Gerais e Especficos do Mdulo

    OBJECTIVOS GERAIS E ESPECFICOS

    No final deste mdulo, o formando dever ser capaz de:

    OBJECTIVO GERAL

    OBJECTIVOS ESPECFICOS

    Distinguir os diversos sistemas de segurana activos, interpretando a sua influncia

    no comportamento do automvel. Pretende-se tambm que procedam ao diagns-

    tico e deteco de anomalias dos sistemas de segurana activa.

    1. Distinguir os diversos sistemas de controlo de acelerao:

    1.1 Identificar as funes do ABS.

    1.2 Distinguir os principais elementos constituintes do ABS.

    1.3 Descrever o princpio de funcionamento do ABS.

    1.4 Proceder ao diagnstico de um sistema ABS, utilizando as ferramentas ade-

    quadas e seguindo as especificaes.

    1.5 Explicar o esquema elctrico de um ABS.

    1.6 Especificar as prescries a observar no veculo equipado com ABS.

    1.7 Identificar as funes do sistema compensador electrnico da fora de trava-

    gem - EBV.

    1.8 Descrever o princpio de funcionamento do EBV.

    1.9 Descrever o princpio de funcionamento do ELB.

    1.10 Distinguir os principais componentes do ELB.

    1.11 Identificar as funes do travo de escape.

    1.12 Distinguir os vrios componentes do travo de escape e do travo da vlvula

    de escape.

    1.13 Distinguir a constituio e o funcionamento do retardador hidrodinmico rela-

    tivamente ao retardador electrodinmico.

    1.14 Especificar as vantagens do recurso motricidade integral.

  • Sistemas de Segurana Activa E.2

    Objectivos Gerais e Especficos do Mdulo

    1.15 Descrever o princpio de funcionamento de um diferencial autoblocante.

    1.16 Especificar as vantagens e desvantagens do recurso a diferenciais autoblo-

    cantes.

    1.17 Identificar as funes do sistema de bloqueio electrnico do diferencial

    EDS.

    1.18 Distinguir os principais componentes do EDS.

    1.19 Descrever o princpio de funcionamento do EDS e especificar em que situa-

    es intervm.

    1.20 Identificar as funes do sistema de controlo de traco - ETC.

    1.21 Distinguir os principais componentes do ETC.

    1.22 Descrever o princpio de funcionamento do ETC e especificar em que situa-

    es intervm.

    1.23 Identificar as funes do sistema de controlo de traco - ASR.

    1.24 Distinguir as vrias variantes de sistemas ASR.

    1.25 Descrever o princpio de funcionamento do ASR e distinguir os seus princi-

    pais componentes.

    1.26 Especificar em que situaes intervm o ASR.

    2. Distinguir os diversos sistemas de controlo de estabilidade dinmica:

    2.1 Identificar as funes do sistema de quatro rodas direccionais 4 WS.

    2.2 Distinguir os principais componentes do 4 WS e descrever o seu funcionamento.

    2.3 Especificar em que situaes intervm o 4 WS.

    2.4 Identificar as funes do sistema electrnico de controlo de direco.

    2.5 Distinguir os principais componentes do sistema de direco com assistncia vari-

    vel e descrever o seu princpio de funcionamento.

    2.6 Identificar as funes do sistema de suspenso adaptvel.

    2.7 Distinguir os principais componentes do sistema de suspenso adaptvel e descre-

    ver o seu princpio de funcionamento.

    2.8 Identificar as funes do sistema de suspenso pneumtica auto-nivelante.

    2.9 Distinguir os principais componentes da suspenso auto-nivelante e descrever o

    seu princpio de funcionamento.

    2.10 Identificar as funes do sistema de controlo de estabilidade - ESP.

    2.11 Distinguir os principais componentes do ESP e descrever o seu funcionamento.

    2.12 Especificar em que situaes intervm o ESP.

  • Sistemas de Segurana Activa E.3

    Objectivos Gerais e Especficos do Mdulo

    3. Identificar outros sistemas de segurana activa:

    3.1 Distinguir os principais componentes de um farol equipado com lmpadas de

    xnon.

    3.2 Especificar as vantagens do recurso a faris com lmpadas de xnon.

    3.3 Distinguir os principais componentes do sensor de chuva e descrever o seu

    princpio de funcionamento.

    3.4 Especificar em que situaes intervm o sensor de chuva.

    3.5 Distinguir os principais componentes do espelho retrovisor interior com siste-

    ma anti-encadeamento automtico.

    3.6 Descrever o princpio de funcionamento do espelho retrovisor interior com sis-

    tema anti-encadeamento automtico.

    3.7 Identificar as funes do detector de sonolncia.

    3.8 Distinguir os principais componentes do detector de sonolncia e descrever o

    seu funcionamento.

    3.9 Especificar em que situaes intervm detector de sonolncia.

  • Sistemas de Segurana Activa E.4

    Pr-Requisitos

    Int ro d uo ao A ut o m vel D esenho T cnico

    M at emt ica ( clculo )

    F sica, Qu mica e M at er iais

    Org aniz ao Of icinal

    LEGEN D A

    Mdulo em estudo

    Pr-Requisito

    Sist emas d e A viso A cst ico s e

    Lumino so s

    Sist emas d e Ig nio

    Sist emas d e C o municao

    T ecno lo g ia d o s Semi- C o nd ut o res -

    C o mp o nent es

    C lculo s e C urvas C aract er st icas

    d o M o t o r

    Sist emas d e A d misso e d e

    Escap e

    T ip o s d e B at er ias e sua M anut eno

    M ag net ismo e Elect ro mag net ism

    o - M o t o res e Gerad o res

    Sist emas d e C arg a e A rranq ue

    C o nst ruo d a Inst alao Elct r ica

    Lub r i f icao d e M o t o res e

    T ransmisso

    A liment ao D iesel

    Sist emas d e A l iment ao p o r

    C arb urad o r

    Leit ura e Int erp ret ao d e

    Esq uemas Elct r ico s A ut o

    D ist r ib uio

    C o mp o nent es d o Sist ema Elct r ico e sua Simb o lo g ia

    Elect r icid ad e B sica

    Emiss es Po luent es e

    D isp o sit ivo s d e C o nt ro lo d e

    Emiss es

    Sist emas d e Seg urana A ct iva

    Sist emas d e T ravag em

    A nt ib lo q ueio

    Sist emas d e Injeco

    Elect r nica

    V ent i lao F o rad a e A r C o nd icio nad o

    Sist emas d e T ravag em

    Hid rulico s

    F errament as M anuais

    T ermo d inmicaM anut eno Pro g ramad a

    Pro cesso s d e T raag em e

    Puncio nament o

    Pro cesso s d e C o rt e e D esb ast e

    OUTROS MDULOS A ESTUDAR

    A nlise d e Gases d e Escap e e Op acid ad e

    Pro cesso s d e F urao ,

    M and r i lag em e R o scag em

    Gases C arb urant es e

    C o mb ust o

    N o es d e M ecnica

    A ut o m vel p ara GPL

    C o nst i t uio e F uncio nament o d o Eq uip ament o C o n-verso r p ara GPL

    Leg islao Esp ec f ica so b re

    GPL

    D iag n st ico e R ep arao em Sist emas co m

    Gest o Elect r nica

    D iag n sico e R ep arao em

    Sist emas Elct r ico s

    C o nvencio nais

    R o d as e Pneus

    N o es B sicas d e So ld ad ura M et ro lo g ia

    rg o s d a Susp enso e seu F uncio nament o

    Geo met r ia d e D ireco

    Sist emas d e Injeco M ecnica

    D iag n st ico e R ep arao em

    Sist emas M ecnico s

    D iag n st ico e R ep . d e A var ias

    no Sist ema d e Susp enso

    U nid ad es Elect r nicas d e

    C o mand o , Senso res e A ct uad o res

    Sist emas d e Inf o rmao

    Sist emas d e Seg urana

    Passiva

    Sist emas d e D ireco

    M ecnica e A ssist id a

    Sist emas d e T ransmisso

    Sist emas d e C o nf o r t o e Seg urana

    Emb raiag em e C aixas d e

    V elo cid ad es

    COLECO FORMAO MODULAR AUTOMVEL

    C irc. Int eg rad o s, M icro co nt ro lad o r

    es e M icro p ro cessad o

    res

    R ed e d e A r C o mp . e

    M anut eno d e F errament as Pneumt icas

    Sist emas Elect r nico s

    D iesel

    C aract er st icas e F uncio nament o d o s M o t o res

    F o cag em d e F ar is

    Lmp ad as, F ar is e F aro lins

    Sist emas d e A rref eciment o

    So b real iment ao

    R ed e Elct r ica e M anut eno d e

    F errament as Elct r icas

    PR-REQUISITOS

  • Sistemas de Segurana Activa 0.1

    Introduo

    0 INTRODUO

    Os fabricantes de automveis incorporam permanentemente e em cada um dos seus novos modelos

    inovaes tecnolgicas, que partem tanto da sua experincia em modelos anteriores como das

    investigaes sobre as preferncias do mercado. A maior parte destas novidades esto relacionadas

    com a segurana, de forma mais ou menos directa. Algumas com os sistemas de segurana activa,

    outras com a passiva e outras ainda com o conforto e as necessidades ergonmicas do condutor e

    dos ocupantes. Neste ltimo caso, tudo o que incide na reduo do esforo e no aumento da como-

    didade do condutor (bancos ergonmicos, embraiagem pilotada, comandos do rdio no volante),

    diminuir a fadiga e, consequentemente, favorecer a concentrao na conduo e assim a segu-

    rana activa.

    A segurana passiva diz respeito a todos os sistemas do automvel que, em caso de acidente, con-

    tribuem para que todos os danos causados aos ocupantes sejam minimizados ou mesmo elimina-

    dos. Exemplos disto mesmo so, os air-bags, os side-bags, os pr-tensores dos cintos de segurana

    e as estruturas da carroaria com zonas de deformao programada.

    Por outro lado, a segurana activa refere-se ao conjunto de sistemas que actuam na preveno da

    ocorrncia de acidentes, ou seja, o sistema de traves, suspenso, direco, pneumticos, os limpa

    vidros, a iluminao, o desenho da carroaria, que deve ter em conta a visibilidade do condutor, pro-

    curando-se que os pilares que sustentam o tecto sejam o mais finos possvel por forma a que se evi-

    tem os denominados ngulos mortos, so exemplos disso mesmo.

    O presente manual incide precisamente sobre o estudo dos sistemas de segurana activa, nomea-

    damente dos de ltima gerao. Como sejam os mecanismos de controlo de acelerao, de controlo

    de estabilidade dinmica quer transversal quer longitudinal, a suspenso electrnica, entre outros.

    Note-se que por vezes os fabricantes de automveis utilizam siglas diferentes para descrever siste-

    mas iguais aos que aqui se abordam. Exemplo disso mesmo o caso da Ford que chama TCS

    (Traction Control System) a um sistema que no nem mais nem menos que o ASR com interven-

    o ao nvel dos traves e da vlvula da borboleta.

    De referir ainda que, apesar de todos estes sistemas, a segurana do automvel depende maiorita-

    riamente do condutor. Se ultrapassarmos os limites fsicos que caracterizam a segurana nos auto-

    mveis de nada serviro estes dispositivos.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.1

    Sistemas de Travagem

    1 - SISTEMAS DE TRAVAGEM

    1.1 - BREVE DESCRIO DO SISTEMA ABS

    O sistema anti-bloqueio das rodas ou sistema ABS, AntiBlockier System, como mais frequente-

    mente conhecido, tem por finalidade impedir o bloqueio das rodas e manter a direccionalidade e a

    estabilidade dos veculos em pisos com coeficientes de atrito (aderncia) baixos ou assimtricos e

    em travagens de grande intensidade.

    Com a utilizao do ABS o veculo mantm-se manobrvel, no tende a derrapar, no se produzem

    danos nos pneus e alm disso, as distncias de travagem so geralmente inferiores.

    Note-se que, em pisos cobertos de neve a distncia de travagem habitualmente inferior em vecu-

    los sem ABS, isto deve-se ao facto de as rodas ao bloquearem formarem sua frente uma espcie

    de cunha que faz aumentar a fora de travagem e como tal reduz a distncia de travagem (ver figura

    1.1). Contudo o veculo no manobrvel. Nestas condies, uma viatura com sistema antibloqueio

    torna-se manobrvel, mas a distncia de travagem superior.

    Fig. 1.1 - Deslizamento em travagem em fun-o do coeficiente de atrito, em diferentes tipos de piso

    As zonas da figura 1.1 que se encontram assinaladas representam as margens de actuao do

    ABS, ou seja, este no permite, em condies extremas, deslizamentos dos pneus superiores a

    aproximadamente 30%. O ideal que este valor se situe em redor dos 15%.

    Note-se que num deslizamento de 100%, que acontece quando as rodas ficam completamente blo-

    queadas (veculos sem ABS), o condutor pode perder o controlo do automvel. como que se os

    pneus tivessem reduzido a zero o seu coeficiente de atrito, ficando o veculo sem ponto de apoio.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.2

    Sistemas de Travagem

    1.1.1 - CONSTITUIO DO SISTEMA ABS

    Existem vrios sistemas ABS, como sejam, o Bosch, Teves, Bendix, Lucas-Giriling, o ALB desenvol-

    vido pelos japoneses da Honda, entre outros, que embora tendo algumas diferenas entre si so

    bastante semelhantes, no que diz respeito sua constituio e modo de funcionamento, pelo que o

    sistema ABS ser abordado na sua forma mais genrica.

    O sistema basicamente constitudo por uma unidade electrnica de comando, um grupo hidrulico,

    nos sistemas mais evoludos estes dois componentes esto integrados num s, e por um sensor em

    cada uma das rodas (actualmente mais comum). A figura 1.2 ilustra bem a composio de um siste-

    ma ABS.

    1. Unidade electrnica de controlo (UEC) do ABS; 2. Rel de sobretenses, para garantir UEC uma tenso uniforme; 3. Sensor ou captador da velocidade de rotao da roda; 4. Roda dentada para infor-mao do n. de rotaes ao sensor; 5. Mdulo hidrulico; 6. Rel das vlvulas; 7. Rel da bomba hidrulica; 8. Bomba principal de traves; 9. Servofreio; 10. Indicador de avarias no sistema ABS, montado no painel de instrumentos (acende sempre que seja detectada qualquer avaria no ABS)

    Fig. 1.2 Componentes de um sistema ABS

    3

  • Sistemas de Segurana Activa 1.3

    Sistemas de Travagem

    Fig. 1.3 - Distribuio dos componentes de um sistema ABS num automvel

    1.1.2 - PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO DO ABS

    Os sensores tm como misso informar constantemente a unidade electrnica de comando (UEC)

    acerca da rotao de cada uma das rodas, por forma a que esta possa fazer actuar o sistema ABS.

    Os sensores determinam o nmero de rotaes das rodas e, em funo disso, a velocidade de rota-

    o das mesmas. Fazem chegar esta informao UEC do ABS que a converte em termos da velo-

    cidade do veculo (velocidade de referncia). Os microprocessadores da UEC do ABS determinam o

    escorregamento de cada roda, tendo em conta os valores da velocidade de rotao instantnea da

    roda e a velocidade de referncia.

    A tendncia para o bloqueio de cada uma das rodas determinada a partir dos sinais de acelerao

    e de deslizamento da roda, isto , se a diferena de velocidade de rotao da roda, entre dois ins-

    tantes consecutivos, for superior a um determinado valor pr-estabelecido e memorizado na UEC

    (valor a partir do qual as rodas bloqueiam), ento as vlvulas de controlo de presso so activadas,

    regulando a presso de travagem. Numa travagem normal, ou no incio de uma travagem de emer-

    gncia, no existe bloqueio das rodas, pelo que o sistema ABS no intervm (fig. 1.4).

  • Sistemas de Segurana Activa 1.4

    Sistemas de Travagem

    1. Pina do travo 2. Pedal do travo 3. Bomba principal de traves 4. Sensor de rotaes da roda 5. UEC do ABS 6. Vlvula com solenide

    Fig. 1.4 - Funcionamento do sistema de traves numa travagem normal

    A presso exercida pelo condutor no pedal do travo (2) actua sobre a bomba (3), passando pela

    vlvula solenide, cujo embolo mantido na posio inferior por meio de uma mola, at chegar

    pina do travo, que faz reduzir a velocidade da roda.

    No momento da travagem, se uma roda bloquear, a unidade electrnica de comando (5), aps ter

    recebido informao dos sensores (4), envia uma ordem unidade hidrulica de modo a que des-

    bloqueie a roda por forma a que esta no perca a aderncia ao piso.

    Ento, a unidade hidrulica fecha uma vlvula solenide (6), interrompendo o circuito de alimenta-

    o de leo bomba da roda que est bloqueada, no permitindo assim um aumento de presso,

    mesmo que o condutor aumente a fora exercida no pedal de travo (fig. 1.5).

    4. Sensor de rotaes da roda 6. Vlvula com solenide

    Fig. 1.5 - Funcionamento do sistema de traves em caso de uma travagem de emergncia, no momento da manuteno da presso

  • Sistemas de Segurana Activa 1.5

    Sistemas de Travagem

    Se, depois disso, a situao de roda bloqueada continua, a unidade electrnica de controlo (5) for-

    nece uma corrente mais intensa vlvula solenide (6) de modo a elevar mais o embolo para que o

    canal de retorno fique livre. Simultaneamente, a unidade electrnica de comando do ABS pe a fun-

    cionar uma bomba elctrica que acelera o alvio de presso na roda bloqueada ( neste momento

    que se sentem as habituais pancadas do pedal no p do condutor) (fig. 1.6).

    4. Sensor de rotaes da roda 5. UEC do ABS 7. Bomba elctrica de retorno 8. 9. Acumuladores

    Fig. 1.6 - Funcionamento do sistema de traves em caso de uma travagem de emergncia, no momento da

    reduo da presso

    A presso desce e a roda desbloqueada, o sensor (4) informa de imediato a UEC (5), que nesse

    instante deixa de actuar a vlvula solenide (6) e a bomba de retorno (7), pelo que o embolo da vl-

    vula (6) desce e a presso que o condutor exerce sobre o pedal de travo entra novamente em

    aco, iniciando-se de novo o mesmo ciclo.

    Este ciclo de regulao da presso ocorre entre 4 a 10 vezes por segundo permitindo travar com a

    maior eficcia possvel.

    Os diferentes sistemas ABS geralmente no actuam para velocidades inferiores a 5 km/h.

    De referir que em veculos com traco integral o sistema antibloqueio instalado de forma distinta.

    Neste caso, os circuitos de travagem esto repartidos por eixo empregando-se habitualmente unida-

    des hidrulicas de 3 canais.

    O controlo do bloqueio das rodas dianteiras feito independentemente, enquanto que para as rodas

    traseiras se faz em conjunto. Logo, quando uma roda traseira tender a bloquear, o sistema entra em

    aco soltando ligeiramente as duas rodas.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.6

    Sistemas de Travagem

    1.1.3 - DIAGNSTICO DE UM SISTEMA ABS

    Todos os automveis equipados com sistema ABS possuem no painel de instrumentos uma lmpa-

    da de aviso do sistema ABS, tal como se mostra na figura 1.7.

    Fig. 1.7 - Lmpada de aviso do sistema ABS

    Em caso de avaria, o primeiro teste a fazer dever ser atravs desta lmpada. O seu modo correcto

    de actuar o seguinte: ao ligarmos a chave, colocando-a na posio de ignio, dever acender-se,

    apagando-se sempre que o motor estiver em funcionamento.

    Se esta se acender ou se piscar durante o funcionamento do motor provvel que exista uma ava-

    ria no sistema.

    Contudo, se esta no se acender quando ligamos a chave de ignio, as causas provveis so: fus-

    vel fundido, lmpada queimada, mau contacto ou cortes na cablagem.

    Uma outra forma de detectar-mos uma falha no ABS por exemplo, quando fazemos uma travagem

    a fundo e no sentimos as habituais pancadas no pedal do travo.

    Para se detectar avarias nos sistema ABS utilizam-se actualmente aparelhos (descodificadores de

    cdigos de erro) que se ligam UEC do ABS, atravs de fichas apropriadas, e fazem uma leitura

    completa a esta unidade electrnica, informando o utilizador do tipo de avaria que ocorreu.

    Podemos tambm localizar as avarias no sistema ABS recorrendo aos mtodos tradicionais

    (inspeco visual e utilizando um multmetro ou um osciloscpio), contudo, na maior parte dos ve-

    culos depois de termos resolvido o problema a lmpada indicadora de avarias do ABS permanece

    acesa.

    Para apagarmos a lmpada , habitualmente, necessrio recorrer aos descodificadores de cdigos

    de erro.

    De referir que existem modelos em que os cdigos de erro, depois de corrigida a avaria, so elimi-

    nados da memria desligando a bateria por um perodo de cerca de 15 minutos.

    Apesar de tudo isto, vejamos como deveremos proceder para testar um sistema ABS, no que diz

    respeito parte elctrica.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.7

    Sistemas de Travagem

    1. Testar sensores de rotao:

    - Desconectar a ficha de ligao ao sensor em teste:

    As falhas mais comuns dos sistemas ABS so a avaria dos sensores de rotao, as interrupes na

    cablagem e por vezes a alterao do dentado da roda. A UEC e o grupo hidrulico muito raramente

    avariam e, quando tal acontece a soluo a substituio.

    De salientar que habitualmente ocorrem falhas no sistema porque os sensores no conseguem

    transmitir a informao UEC, no por estarem avariados, mas por estarem demasiado sujos ou

    afastados da roda dentada. Devemos pois, efectuar a sua limpeza e ajustar correctamente a distn-

    cia roda dentada (habitualmente na gama 0,2 - 1,1 mm).

    (i) Com um voltmetro, ligar as pontas de prova aos terminais do sensor e fazer girar

    a roda. Ler os valores e compar-los com os valores dos fabricantes. Se no tiver-

    mos esses valores, como deveremos testar todos os sensores, e uma vez que

    todos eles no estaro avariados, facilmente descobrimos o possvel sensor ava-

    riado;

    (ii) Com um ohmmetro, medir a resistncia dos sensores (habitualmente na gama 0,8

    - 1,2 k), utilizando o mesmo procedimento descrito em (i);

    (iii) Verificar se os sensores tm ligao massa - por exemplo com uma ponta de

    prova no sensor e a outra no negativo da bateria;

    1. Testar os rels (principal ou de proteco da UEC, das electrovlvulas e o da elec-

    trobomba), nomeadamente atravs de um ohmmetro, para o que necessrio

    conhecer os valores e alm disso dispor do esquema elctrico do sistema em

    questo, como exemplo a fig. 1.8;

    2. Testar os rels (principal ou de proteco da UEC, das electrovlvulas e o da elec-

    trobomba), nomeadamente atravs de um ohmmetro, para o que necessrio

    conhecer os valores e alm disso dispor do esquema elctrico do sistema em

    questo, como exemplo a fig. 1.8;

    3. Verificar o estado da cablagem (continuidade) entre as fichas de ligao aos sen-

    sores e a UEC;

    4. Se, com as verificaes anteriores no se chegar a qualquer concluso poderemos

    considerar a hiptese da UEC estar avariada.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.8

    Sistemas de Travagem

    Para facilitar o ajuste dos sensores, alguns dos fabricantes de sensores prevm na ponta deste uma

    pastilha que para alm de os proteger permite regular o afastamento deste roda dentada, no

    momento da sua montagem, devendo depois de montado o sensor, ser retirada a pastilha.

    1. Ficha da unidade electrnica de comando

    do ABS

    2. Rel da bomba hidrulica 3. Unidade hidrulica 4. Rel do ABS 5. 6. 8. e 10. Sensores de rotao das

    rodas e respectivas rodas dentadas

    7. Painel de instrumentos 9. Contacto de aviso do fluido dos traves 11. Chave de ignio 12. Pedal do travo 13. Bateria

    Fig. 1.8 - Esquema elctrico de um sistema ABS Teves

    Teste dos sensores de rotao com osciloscpio

    Podemos utilizar um osciloscpio para analisar a forma de onda da tenso de sada de cada um dos

    sensores do nmero de rotaes.

    Para isso devemos conectar os terminais do osciloscpio aos terminais do sensor e fazer girar a

    roda (manualmente ou engrenando a 1.).

  • Sistemas de Segurana Activa 1.9

    Sistemas de Travagem

    Fig. 1.9 - Resultado tpico de um sensor, em bom estado, medido atravs de osciloscpio

    Como podemos comprovar atravs da anlise da figura 1.9, a tenso de sada baixa quando a

    roda gira a baixa velocidade e maior quanto maior for a velocidade de rotao da roda.

    Como interpretar os resultados:

    Tab. 1.1 Interpretao da forma de onda de um sensor obtida com osciloscpio

    t

    V

    Com a 1 engrenada [5-6km/h]

    Girando a roda mo

    Fenmeno Causa Soluo

    A amplitude da onda demasiado pequena ou no aparece

    O sensor de velocidade da roda est em mau estado Substituir o sensor

    A distncia entre a roda dentada e o sensor no correcta Ajustar a distncia (habitualmente: 0,21,1 mm)

    A amplitude da onda

    demasiado varivel

    (Contudo, se a amplitude mais pequena superior a 100 mV no h problema)

    Descentramento excessivo ou excentricidade no cubo da roda Substituir o cubo

    Folga nos rolamentos da roda dema-siado grande Substituir o rolamento da roda

    Rudo ou interferncia no padro da onda (forma de onda instvel)

    Cablagem do sensor partida Substituir o sensor

    Fio condutor partido Reparar a cablagem

    Sensor de velocidade da roda mal instalado Instalar correctamente o sen-sor

    Dentes da roda dentada partidos ou danificados Substituir a roda dentada

  • Sistemas de Segurana Activa 1.10

    Sistemas de Travagem

    As cablagens dos sensores de velocidade das rodas acompanham os movimentos da suspenso

    traseira e dianteira pelo que, em caminhos sinuosos, podem romper-se. Este problema no aconte-

    ce quando se conduz em caminhos normais.

    Portanto, quando se mede a tenso de sada do sensor de velocidade da roda, devemos agitar as

    cablagens que ligam ao sensor por forma a simularmos as condies especiais de caminhos sinuo-

    sos.

    Depois de qualquer interveno no sistema ABS deve-se fazer um teste de estrada, primeiro a uma

    velocidade de cerca de 20 km/h, a fim de permitir UEC efectuar o controlo dinmico dos sensores

    e registar eventuais avarias. De seguida, prosseguir o teste a uma velocidade de 50 - 60 km/h

    durante alguns minutos, fazendo uso normal dos traves, mas evitando travagens bruscas.

    1.1.4 - PRESCRIES A OBSERVAR NO VECULO EQUIPADO COM ABS

    Antes de executar trabalhos de soldadura, por arco elctrico, devemos desligar a ficha de ligao da

    UEC do ABS.

    Sempre que tenhamos que actuar sobre qualquer componente do sistema ABS necessrio desli-

    gar os bornes da bateria, por forma a evitar possveis curto-circuitos que so prejudiciais para os

    dispositivos electrnicos.

    Quando se proceder desmontagem da bateria, na remontagem os terminais respectivos devem

    ser perfeitamente apertados.

    Depois de cada interveno no circuito hidrulico do sistema ABS ou do sistema de traves, deve-se

    verificar o nvel do fluido de traves, efectuar a purga de ar e verificar a vedao de todos os pontos

    de ligao.

    Verificar se os tubos no esto, em nenhum ponto, em contacto com a carroaria, para evitar no s

    perigos de danificao da proteco dos prprios tubos mas tambm a transmisso de rudos duran-

    te o funcionamento do ABS.

    No colocar no circuito de traves leo mineral, pois danificam todas as juntas. Em caso de entrada

    fortuita torna-se necessria a substituio do grupo hidrulico, bomba de traves e pinas.

    Quando se liga o equipamento de diagnstico de avarias a chave de ignio deve estar na posio

    OFF.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.11

    Sistemas de Travagem

    1.2 - SISTEMA COMPENSADOR ELECTRNICO DA FORA DE TRAVAGEM- EBV

    O EBV, Electronic Brakes Variator, compensador electrnico da fora de travagem um sistema

    que est associado ao ABS e vem substituir o tradicional regulador mecnico da fora de travagem

    existente nas viaturas mais antigas ou de gama baixa que no possuem ABS.

    O EBV distribui e regula a presso de travagem no eixo traseiro, nos veculos de traco frente e

    nos de traco total, por meio do sistema hidrulico do ABS.

    A partir da informao da rotao das rodas, dada pelos sensores de rotao do ABS, a unidade

    electrnica de comando calcula a necessidade de fora de travagem nos eixos dianteiro e traseiro.

    Modo de funcionamento

    O EBV entra em aco mesmo nas travagens ligeiras, em especial nas curvas. Os sensores de rota-

    o das rodas captam o nmero de rotaes das quatro rodas e transmitem-nas unidade electrni-

    ca de comando do ABS.

    Se, por exemplo, ao travar em curva a diferena de rotaes entre as rodas dianteiras e traseiras for

    muito grande, a presso de travagem das rodas traseiras regulada de forma a evitar que estas blo-

    queiem. Ou seja, durante uma travagem em que haja diferena de rotao entre as rodas dianteiras

    e traseiras, a unidade electrnica de controlo do sistema ABS informada pelos sensores deste

    acontecimento e imediatamente pe em funcionamento o sistema EBV, actuando (fechando) as vl-

    vulas de accionamento do ABS das rodas traseiras.

    Fig. 1.10 - Processo de travagem com regulao EBV

  • Sistemas de Segurana Activa 1.12

    Sistemas de Travagem

    A regulao EBV assegura uma elevada fora de guiamento lateral e uma boa transmisso da fora

    de travagem.

    O veculo mantm a trajectria, verificando-se um acrscimo de direccionalidade e estabilidade de

    conduo.

    O mbito da actuao da repartio electrnica da fora de travagem EBV termina com a entrada

    em aco da regulao ABS, ou seja, quando identificada uma tendncia para o bloqueio de uma

    roda.

    Para melhor compreendermos a aco da fora de guiamento lateral, analisemos a fig. 1.11, que

    representa as foras que actuam nos pneumticos.

    FN - Fora normal (devida ao peso do veculo) FU - Fora perifrica (positiva: fora de traco;

    negativa: fora de travagem) FS - Fora lateral

    Fig. 1.11 - Foras actuantes sobre os pneumticos

    A fora normal, FN, a componente do peso do veculo que actua perpendicularmente ao piso. A

    fora perifrica, FU, actua sobre o plano do piso e permite ao condutor realizar aceleraes e trava-

    gens com o veculo. A fora lateral, FS, perpendicular a FU, permite transmitir o movimento da direc-

    o estrada garantindo o deslocamento em curva. lateral produz-se em curva. A altas velocidades

    e em determinados tipos de pisos, durante o processo de travagem, pode ocorrer o bloqueio das

    rodas, devido a um coeficiente da fora de travagem demasiado baixo. De referir que o coeficiente

    da fora de travagem depende da velocidade, especialmente quando se circula em pisos molhados.

    A figura 1.12 ilustra o coeficiente da fora de travagem (B) e da fora lateral (S)em funo do des-lizamento de travagem () e do ngulo de viragem das rodas em curva (). De referir que o desliza-mento de travagem dado por:

    em que,

    VF - Velocidade do veculo

    VU - Velocidade perifrica da roda

    F

    F

    VV UV=

  • Sistemas de Segurana Activa 1.13

    Sistemas de Travagem

    B Coeficiente da fora de travagem Coeficiente da fora lateral - Deslizamento de travagem a Zona estvel b Zona instvel A Roda no bloqueada, deslocamento livre B Roda completamente bloqueada

    Fig. 1.12 - Coeficiente de fora de travagem e de fora lateral em funo do deslizamento de travagem, para um ngulo de viragem das rodas de 4

    Quando o deslizamento de travagem zero, o coeficiente da fora lateral, ou de guiamento lateral,

    apresenta o seu valor mximo. Aumentando o deslizamento de travagem, o coeficiente da fora

    lateral diminui, primeiro lentamente e depois de forma mais acentuada, at atingir o valor mnimo

    quando a roda est bloqueada.

    Quando as rodas bloqueiam numa travagem o veculo perde estabilidade e direccionalidade, pois

    nesse momento as foras laterais so muito pequenas.

    1.3 - SISTEMAS DE REGULAO ELECTRNICA DA FORA DE TRAVAGEM - ELB

    1.3.1 - PRINCPIOS BSICOS

    Cada vez mais se tenta optimizar os processos de traco e de travagem, nomeadamente dos ve-

    culos industriais, com recurso a sistemas de traves regulados electronicamente (ELB - Electronic

    Brakes).

    Mediante a adaptao electrnica da fora de travagem respectiva situao existente durante um

    processo de travagem, pode-se reduzir o desgaste dos componentes, melhorando desta forma a

    capacidade do sistema de traves no seu conjunto e facilitando o controlo e reparao do mesmo.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.14

    Sistemas de Travagem

    O sistema de traves regulado electronicamente composto pelos seguintes componentes:

    A Daimler-Benz utiliza a regulao electrnica dos traves no seu modelo ACTROS. O sistema

    desenvolvido pela Daimler tambm conhecido por Telligent.

    Os sistemas de traves regulados electronicamente pertencero, no futuro, ao equipamento de srie

    dos veculos industriais.

    1.3.2 - FUNO

    O ELB trabalha com sinais electrnicos. Ao accionarmos o pedal, atravs dos sensores nele integra-

    dos, activado imediatamente o sistema de traves. Os sinais provenientes destes sensores so

    processados electronicamente pela unidade de controlo ELB e so imediatamente transmitidos aos

    mdulos de regulao de presso que, controlados electronicamente, ajustam pneumaticamente a

    presso de travagem requerida pelos traves das rodas. Simultaneamente, os mdulos de regula-

    o da presso transmitem unidade de comando ELB os sinais provenientes dos sensores das

    rodas.

    Os circuitos pneumticos que alimentam os cilindros dos traves do veculo tractor e do reboque

    esto normalmente estruturados do mesmo modo que os traves de duplo circuito e de duas condu-

    tas.

    Ligando a chave de ignio o ELB activado e realiza autodiagnstico. Se no encontrar nenhuma

    avaria as lmpadas de advertncia apagam-se e o ELB fica operacional.

    Ao soltar os traves activam-se novamente os mdulos de regulao da presso, eliminando-se

    imediatamente a desacelerao do veculo.

    Com o recurso activao electrnica instantnea dos traves de servio mediante os mdulos de

    regulao da presso, oferece-se ao condutor um sentimento de travagem directo semelhante ao

    experimentado por um automvel de passageiros.

    Todas as rodas de um eixo movido ou de um eixo motriz, equipadas com um sistema de regulao

    electrnica da fora de travagem, travam sincronizadamente, reduzindo-se assim as foras de cho-

    que geradas em veculos combinados. Alm disso a temperatura e o desgaste dos traves so sig-

    nificativamente reduzidos.

    Sistema de traves electropneumtico (EPB);

    Sistema de traves anti-bloqueio (ABS);

    Sistema de traves anti-deslizante (ASR);

  • Sistemas de Segurana Activa 1.15

    Sistemas de Travagem

    1. Sensor de presso 2. Simulador da presso de travagem 3. Vlvula de controlo de presso 4. U.E.C. do ELB 5. Transmissor 6. Sensor de velocidade da roda

    Fig. 1.13 - Sistema de traves regulado electronicamente

    Este sistema torna possvel aproveitar at ao limite a aderncia dos pneus estrada.

    As avarias provocadas no sistema so memorizadas na unidade de comando ELB e podem ser lidas

    aquando de uma reviso.

    Os processos de traco e travagem podem ser optimizados com a ajuda do ELB para diferentes

    verses de equipamento mediante o mesmo conceito bsico do sistema de traves.

    1.4 - SISTEMAS DE TRAVES PERMANENTES

    Os traves de servio de accionamento pneumtico (veculos pesados) no esto concebidos para

    um funcionamento permanente. No caso de utilizaes prolongadas, descidas com grande declive,

    se no existir nenhum sistema adicional de travagem, os traves so submetidos a sobrecargas tr-

    micas.

    Estas sobrecargas trmicas provocam a fadiga dos materiais e, em casos extremos, a falha dos tra-

    ves.

    Nos veculos industriais torna-se necessrio montar um sistema de travagem permanente indepen-

    dente dos traves de servio devido ao elevado peso a que habitualmente este tipo de veculos est

    sujeito.

    Nos veculos industriais utilizam-se principalmente duas classes de traves permanentes:

    Travo motor;

    Retardador.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.16

    Sistemas de Travagem

    1.4.1 - TRAVO MOTOR

    Para melhorar a potncia de travagem recorre-se, como travo motor, a uma vlvula que colocada

    na conduta de exausto dos gases de escape. Esta vlvula actua, estrangulando o fluxo dos gases

    de escape durante o tempo de escape, contribuindo para aumentar a potncia de travagem.

    Deste modo, o motor tem que executar um trabalho adicional para expulsar a carga do cilindro, isto

    , para vencer a presso resistente que existe na conduta de gases de escape.

    A presso resistente gerada pela vlvula de estrangulamento montada no sistema de escape ,

    como mostra a figura 1.14. Cada cilindro do motor de quatro tempos, ao efectuar o quarto tempo,

    deve vencer a contrapresso gerada por esta vlvula.

    Para no danificar os componentes, a presso resistente limitada atravs de uma vlvula limitado-

    ra de presso.

    1. Entrada de ar comprimido 2. Vlvula de estrangulamento dos gases de escape 3. Conduta de escape 4. Estrangulador constante 5. Conduta de admisso 6. Pisto

    Fig. 1.14 - Travo motor com estrangulador constante - Travo de escape

    O sistema de travo motor com recurso a uma vlvula de estrangulamento dos gases de escape

    aproveita exclusivamente a energia do motor durante o tempo de exausto.

    Pelo contrrio, durante os tempos de compresso e expanso no se pode utilizar nenhuma energia

    de travagem do motor, apesar do travo motor actuar (a compresso e a exausto so efectuadas

    sem constrangimentos). Contudo, os fabricantes de veculos industriais desenvolveram diferentes

    procedimentos para libertar energia de travagem do motor tambm durante os tempos de compres-

    so e de expanso, ou para eliminar a energia de propulso libertada durante a expanso.

    Estrangulador constante

    Este sistema desenvolvido pela Daimler-Benz, facilita a descompresso dosificada durante o 3. e

    4. tempo atravs da montagem de uma vlvula adicional (fig.1.14). Accionando o travo motor

  • Sistemas de Segurana Activa 1.17

    Sistemas de Travagem

    tambm accionada a vlvula designada por estrangulador constante: a compresso de ar nos cilin-

    dros ineficiente, pelo que ao efectuar-se a expanso subsequente a quantidade de trabalho produ-

    zido ser menor. Deste modo a perda de trabalho de expanso utilizada como energia de trava-

    gem. O estrangulador constante pode utilizar-se isoladamente sem a vlvula de estrangulamento

    dos gases de escape. Contudo a utilizao destes dois sistemas permitem uma maior eficcia na

    travagem.

    Existem outros sistemas, combinados com o travo de escape (vlvula estranguladora dos gases de

    escape) para aumentar a potncia de travagem, nomeadamente:

    sobre este ltimo sistema que nos vamos debruar de seguida.

    1.4.1.1 - Travo Motor - Exhaust-Valve-Brake (EVB)

    Os sistemas tais como o travo motor por estrangulador constante ou o Jake Brake utilizam uma

    parte do trabalho de compresso, do tempo de compresso, para a travagem atravs de uma des-

    compresso selectiva. Estes sistemas oferecem boas prestaes, contudo so complexos e caros.

    O novo sistema de travo motor EVB obtm os mesmos resultados com um custo inferior e uma

    maior simplicidade construtiva.

    Fig. 1.15 - Travo de vlvula de escape da (Exhaust Valve Brake EVB)

    A potncia do travo motor de um veculo industrial com travo de escape composta pela potncia

    motora e pela potncia de travagem.

    Jake Brake da Renault;

    Volvo Engine Brake - VEB - da Volvo;

    Exhaust-Valve-Brake - EVB - (travo de balancim) da MAN.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.18

    Sistemas de Travagem

    A potncia motora a potncia necessria para accionar o motor. A potncia de travagem aquela

    que obtida atravs do estrangulamento do caudal dos gases de escape. A potncia total disponvel

    para a desacelerao do veculo dada pela soma da potncia motora e de travagem.

    O novo sistema de travo motor EVB melhora a potncia de travagem at 65%, comparativamente

    com o sistema de travo de escape convencional.

    .

    Fig. 1.16 - Potncia de travagem do motor D 2876, utilizando dois sistemas distintos

    Fig. 1.17 - Posio do travo da vlvula de escape nos tempos de compresso, expanso e escape

    1.4.2 - RETARDADOR

    Para melhorar a potncia de travagem dos veculos industriais utilizam-se os retardadores. Tal como

    os traves de motor, trata-se de traves permanentes livres de desgaste. Os retardadores aliviam os

    traves de servio e aumentam a segurana activa.

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    1400 1600 1800 2000 2200 2400Regime do motor[rpm]

    Travo de escape

    MAN-EVB

    A. A vlvula de escape mantida aberta atravs de um cilindro contguo. Atravs de um orifcio existente no balancim o leo flui at ao cilindro hidrulico deslocando-o at abrir a vlvula de escape de 1 a 2 mm. Evita-se o fecho completo da vlvula. O apoio e vedao so efectuados atravs de um contra-apoio. A vlvula de reten-o garante a manuten-o da presso. O con-tra-apoio fecha o orifcio de circulao de leo do

    B. A vlvula de escape accionada. O balancim deslocado do contra-apoio, deixando livre o orifcio de descarga, regressando o mbolo da vlvula de escape sua posio inicial de apoio sobre o balancim.

    A B

  • Sistemas de Segurana Activa 1.19

    Sistemas de Travagem

    Os retardadores montam-se na cadeia cinemtica dos veculos industriais. Transformam em calor

    parte do binrio produzido pelo motor. De acordo com a sua posio de montagem, temos:

    De acordo com a sua estrutura e funcionamento temos:

    1.4.2.1 - Retardador Hidrodinmico

    Os retardadores hidrodinmicos so compostos por um rotor (rotativo) e um estator (fixo), montados

    numa carcaa repleta de leo.

    O rotor montado no eixo de impulso do retardador e o estator fixo carcaa.

    O rotor gira devido ao deslocamento do veculo e pe em movimento o leo contido na carcaa. O

    movimento do leo, e do eixo de impulso, travado pelas cmaras do estator.

    Fig. 1.18 - Retardador hidrodinmico

    Retardadores primrios - montados entre o motor e a caixa de velocidades;

    Retardadores secundrios - montados entre a caixa de velocidades e o veio de

    transmisso;

    Retardador hidrodinmico (traves hidrodinmicos);

    Retardador electrodinmico.

  • Sistemas de Segurana Activa 1.20

    Sistemas de Travagem

    A energia mecnica do eixo de impulso transforma-se, portanto em energia cintica do leo e esta

    em calor. O efeito de travagem do retardador aumenta com o volume e a viscosidade do leo

    empregue.

    O volume de leo em movimento regulado por uma vlvula de accionamento pneumtico, activada

    pelo condutor atravs de comutao manual ou de forma combinada pela vlvula de travo de p.

    O eixo de impulso do retardador est unido ao veio de sada do motor (retardador primrio) ou ao

    veio de transmisso do veculo (retardador secundrio). No caso dos retardadores primrios, monta-

    dos em veculos equipados com caixa de velocidades manual, produz-se uma interrupo do efeito

    de travagem nas mudanas de caixa devido sua disposio, pelo que este tipo de retardador se

    utiliza na maior parte das vezes combinado com a caixa de velocidades do camio.

    Fig. 1.19 - Vista em corte do retardador

    Fig. 1.20 - Funcionamento do retardador

  • Sistemas de Segurana Activa 1.21

    Sistemas de Travagem

    1.4.2.2 - Retardador Electrodinmico

    As possibilidades de disposio e de funcionamento so as mesmas que o retardador hidrodinmico

    apresenta. Contudo, no caso dos retardadores electrodinmicos utilizam-se dois rotores, colocados

    em ambos os lados do estator. Os retardadores electrodinmicos, devido ao seu funcionamento, so

    habitualmente conhecidos por traves de correntes parasitas. So ligados desde o posto de condu-

    o atravs de um interruptor de accionamento manual. Na maior parte das vezes dispe de 4

    nveis de intensidade de travagem.

    O estator formado por bobinas excitadoras dispostas circularmente, alimentadas com corrente

    elctrica proveniente da bateria ou do alternador. O estator gera um campo magntico dependente

    da intensidade da corrente elctrica fornecida s bobines excitadoras.

    Os rotores so dois discos de ao antimagntico. Como circula corrente elctrica atravs das bobi-

    nas excitadoras do estator, cria-se um campo magntico, o qual induz correntes parasitas nos roto-

    res em movimento. Os rotores so travados pelas correntes parasitas induzidas.

    Quanto maior for a corrente elctrica nas bobinas excitadoras, tanto maior ser o efeito de trava-

    gem. A intensidade de travagem depende ainda do nmero de revolues.

    1. Estator 2. Rotores 3. Bobinas excitadoras

    Fig. 1.21 - Retardador electrodinmico Telma das sries Focal e CC

    1.4.2.3 - Retardador Hidrodinmico versus Electrodinmico

    O problema principal existente no funcionamento dos retardadores a grande quantidade de calor

    gerado. Os retardadores hidrodinmicos e electrodinmicos so controlados electronicamente para

    se evitar que se produzam danos nos componentes devido a elevadas temperaturas. Uns comuta-

    dores trmicos limitam os efeitos da travagem em caso de sobreaquecimentos (250C).

  • Sistemas de Segurana Activa 1.22

    Sistemas de Travagem

    Os veculos industriais equipados com ABS devem utilizar retardadores compatveis com esses sis-

    temas. O ABS desliga o retardador em caso de perigo de bloqueio das rodas.

    Os retardadores convencionais apenas suportam potncias de travagem a regimes inferiores a 1000

    r.p.m.. Para resolver esta carncia utilizam-se os denominados retardadores de alto rendimento,

    accionados com uma multiplicao de 1:2.

    Tab. 1.2 Caractersticas dos retardadores hidrodinmico e electrodinmico

    Fig. 1.22 - Comparao dos momentos de travagem

    Retardador hidrodinmico Retardador electrodinmico

    - Elevada carga trmica sobre os componentes devido transformao de energia cintica do eixo impulsor em calor. Como tal necessrio um dimensionamento correcto do circuito de refrigerao para dissipar o calor gerado (permutador gua do motor / leo do retarda-dor)

    - Dissipao do calor gerado pela travagem

    - Elevada complexidade do ponto de vista da construo

    - Baixa complexidade do ponto de vista da cons-truo

    - Leve, graas sua integrao na caixa de velo-cidades

    - Elevado peso, devido s bobinas excitadoras - O funcionamento livre de perturbaes depen-

    de do suficiente fornecimento de corrente

    - Elevada potncia especfica de travagem a par-tir de um regime de aprox. 1000 r.p.m.

    - Elevada potncia especfica de travagem, inclu-sivamente a baixos regimes

    - Potncia de travagem regulvel sem escalona-mentos

    - Reduo da potncia de travagem devido ao aquecimento do rotor

    - O binrio mximo de travagem obtm-se para a gama mdia de rotaes, caindo de forma pro-nunciada para regimes inferiores

    - O binrio mximo de travagem obtm-se j em regimes baixos, caindo em regimes maiores

  • Sistemas de Segurana Activa 2.1

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    2 SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAO

    O controlo da motricidade automvel tem vindo a ser amplamente desenvolvido. Por um lado atravs

    de sistemas de antiblocagem das rodas - que garantem a estabilidade do veculo em travagem e

    por outro atravs de sistemas mecnicos e, mais frequentemente, sistemas electrnicos de antipati-

    nagem das rodas maior estabilidade e eficcia durante a acelerao.

    2.1 - Motricidade Integral

    O recurso motricidade integral surgiu e ainda hoje aplicada como forma de melhorar o comporta-

    mento dinmico dos veculos nomeadamente em curva. Isto consegue-se uma vez que o binrio ao

    ser distribudo por quatro rodas motrizes permite melhores condies de aderncia.

    Fig. 2.1 Motricidade tradicional 2 rodas motrizes Fig. 2.2 Motricidade integral 4 rodas motrizes As rodas motrizes repartem a sua capacidade de aderncia na transmisso das foras propulsoras e

    nas foras laterais. A carga sobre as rodas auxilia este efeito.

    Os veculos com traco dianteira tendem a sofrer problemas de traco ao acelerar, sobretudo se o

    automvel estiver na fase de arranque, ou em curvas, uma vez que o momento de arranque e o des-

    locamento dinmico da carga aliviam as rodas motrizes. Consequentemente, a roda que apresenta

    menor aderncia comea a patinar. O diferencial, con-

    tribui para este efeito, distribuindo o maior binrio

    roda com maior deslizamento. O mesmo ocorre em

    curvas, onde se descarrega ainda mais a roda motriz

    interior devido inclinao da carroaria, como indica

    a fig. 2.3

    Fig. 2.3 Carga sobre as rodas, ao descrever uma curva

  • Sistemas de Segurana Activa 2.2

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Os veculos com transmisso traseira oferecem vantagens em matria de traco, j que ao acelerar, o

    deslocamento dinmico do centro de gravidade proporciona s rodas traseiras uma maior carga.

    Os veculos de traco total repartem o binrio pelas quatro rodas. Graas a uma distribuio varivel

    do binrio motor, o eixo que apresenta menor ndice de deslizamento recebe o maior binrio.

    Para as viaturas com apenas duas rodas motrizes a soluo encontrada foi o diferencial auto-blocante,

    ou seja, o diferencial liga rigidamente as duas rodas motrizes sempre que exista uma diferena de rota-

    o excessiva entre estas.

    2.2 - SISTEMAS DE DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE

    O diferencial tradicional cumpre uma dupla funo: transmitir movimento a ambas as rodas e, por outro

    lado, permitir que uma gire mais do que a outra quando as circunstncias assim o requerem. Por exem-

    plo, quando em curva a roda que vai por dentro, a que deve rodar mais devagar, oferece resistncia em

    continuar a rodar velocidade da outra. O diferencial tem como funo compensar a diferena de velo-

    cidades de rotao entre ambas as rodas.

    Contudo, o efeito diferencial torna-se inconveniente quando as rodas motrizes esto sobre superfcies

    com diferentes condies de aderncia, gelo e asfalto, por exemplo.

    Nesta situao, um eixo rgido permitir-nos-ia sair do atoleiro porque o atrito da roda apoiada sobre o

    asfalto seria o suficiente para fazer avanar o carro.

    Para resolver este problema, aparecem os diferenciais bloqueveis manualmente e autoblocantes, que

    so mecanismos que limitam ou impedem a diferena de rotao entre as rodas.

    Num veculo equipado com um sistema de diferencial tradicional, isto , sem autoblocante, em condi-

    es de piso homogneo, as foras transmitidas s suas rodas motrizes apresentam valores iguais.

    Cada roda motriz recebe sempre 50% da fora transmitida pelo diferencial, como indica a figura 2.4. A

    roda motriz que pode transmitir a menor fora (a que tem mais tendncia para patinar) limita-se a trans-

    mitir a fora motriz da roda oposta.

    Fig. 2.4 Princpio de funcionamento de um diferencial tradicional sem autoblocante

  • Sistemas de Segurana Activa 2.3

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.5 Mecanismo de um diferencial tradicional

    Com a utilizao do sistema de diferencial autoblocante, e no caso do veculo circular sobre pisos

    com condies de aderncia diferentes para cada roda motriz, a fora transmitida a cada roda deixa

    de ser igual, passando a ser maior naquela que tiver maior aderncia ao piso.

    Os diferenciais autoblocantes permitem repartir o binrio motor pelas rodas motrizes.

    Vejamos o seguinte exemplo para melhor compreendermos o efeito do diferencial autoblocante.

    Em pisos com condies de atrito diferentes pode acontecer que a roda que tem menor aderncia

    ao solo patine, como indica a figura 2.6. Nesse caso, o efeito compensador do diferencial reduz a

    motricidade, isto , a fora efectiva de traco, pelo que as rodas apenas podem transmitir uma for-

    a correspondente ao binrio de atrito que existe entre o pneu e o piso do lado com menor adern-

    cia.

    Fig. 2.6 Comportamento das rodas motrizes sob pisos com aderncia diferente

    Bloqueando mecanicamente o efeito de compensao do diferencial consegue-se melhorar a trac-

    o. assim possvel transmitir uma maior fora de traco ao lado do piso que oferece melhores

    condies de aderncia.

    Diferencial

  • Sistemas de Segurana Activa 2.4

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.7 Distribuio do binrio motor de um diferencial auto-blocante em condies de aderncia diferentes

    Os diferenciais autoblocantes mais utilizados so os de acoplamento viscoso tipo Fergunson, e os

    de Torsen.

    O diferencial autoblocante do tipo Fergunson (fig. 2.8) composto por uma junta hidrulica de aco-

    plamento viscoso. O efeito blocante do diferencial resulta do aumento da viscosidade dum fluido

    base de silicone.

    O diferencial autoblocante do tipo Torsen (fig. 2.10) tipicamente mecnico e reparte assimetrica-

    mente o binrio entre dois semi-veios.

    O diferencial Fergunson o de uso mais frequente na maioria dos carros.

    Fig. 2.8 Diferencial Fergunson

    Diferencial Fergunson

  • Sistemas de Segurana Activa 2.5

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Contudo, os sistemas de diferencial autoblocante na prtica no podem ser aplicados a um eixo

    motriz dianteiro. A desigualdade das foras motrizes entre as rodas motoras reduz drasticamente o

    conforto de conduo.

    Alm disso, os sistemas de autoblocante diferencial no so compatveis com o ABS pois influen-

    ciam consideravelmente o processo de regulao durante uma travagem com interveno do ABS.

    Para resolver estes problemas foi desenvolvido um novo sistema de diferencial autoblocante. Trata-

    se do EDS, sistema de diferencial autoblocante electrnico.

    2.3 SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAO ATRAVS DO ABS

    2.3.1 - SISTEMA DE BLOQUEIO ELECTRNICO DO DIFERENCIAL EDS

    um sistema que funciona apoiado no ABS e que tem como misso bloquear electronicamente o

    diferencial, melhorando a traco em veculos de traco s duas rodas.

    O sistema EDS, Electronic Diferential System, isto , de bloqueio electrnico do diferencial, trabalha

    em conjunto com o sistema ABS, transferindo o binrio motor das rodas motoras que patinam para

    as que tm melhor aderncia, travando electronicamente a(s) roda(s) que patina(m). Alm disso, s

    possvel equipar um veculo com EDS combinado com o ABS. A unidade electrnica de comando,

    a unidade hidrulica e os sensores so componentes comuns aos dois sistemas.

    Fig. 2.9 Exemplo de um diferencial Fergunson com autoblocante viscoso

    Fig. 2.10 Diferencial Torsen

  • Sistemas de Segurana Activa 2.6

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.11 Sistema de travagem antibloqueio com EDS

    Relativamente a um sistema ABS simples, num sistema combinado ABS/EDS, a unidade hidrulica

    recebe apenas como componentes adicionais um bloco de vlvulas EDS (duas vlvulas electromag-

    nticas de corte com limitador de presso e duas vlvulas de comutao hidrulicas nos circuitos de

    travagem das rodas dianteiras) e a unidade electrnica de comando do ABS substituda por uma

    mais ampla que tem em conta o novo sistema ABS/EDS.

    O sistema ABS com EDS identificado, relativamente ao ABS sem EDS, atravs de uma unidade

    hidrulica de maior dimenso.

    (1) Vlvula EDS 1 Na posio de repouso e durante o funcionamento do ABS esta vlvula encontra-se fechada. Quando o EDS entra em funcionamento abre-se por forma a que a pres-so de travagem chegue s rodas dianteiras. (2) Vlvula EDS 2 Na posio de repouso e durante a actuao do ABS esta vlvula encontra-se aberta. Quando o EDS entra em funcionamento fecha-se reduzindo assim o fluxo at ao depsito. (3) Interruptor Manomtrico Se se accionar o pedal de travo durante a fase activa do EDS, a unidade de controlo comuta imediata-mente para a funo ABS. O interruptor mano-mtrico fornece o sinal de entrada necessrio para produzir esses efeitos.

    Fig. 2.12 Unidade hidrulica com bloco de vlvulas EDS

  • Sistemas de Segurana Activa 2.7

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.13 Unidade hidrulica com bloco de vlvulas EDS vista detrs

    A fig. 2.13 ilustra as alteraes, nomeadamente:

    O EDS s funciona a velocidades inferiores a 40 km/h (80 km/h nos 4 x 4). actuado quando, devi-

    do a uma deficiente aderncia de uma das rodas, surge entre as rodas motrizes uma diferena de

    rotao superior a determinado valor, habitualmente 100 120 r.p.m..

    O sistema bloqueia ento a roda que estiver a patinar e, devido ao efeito diferencial, a potncia

    transmitida roda que tem melhor aderncia, conseguindo-se uma maior traco.

    Este sistema desactiva-se automaticamente quando o veculo deixa de patinar ou quando a veloci-

    dade superior do funcionamento do sistema ou ainda, aps uma interveno longa do sistema

    que possa provocar o sobreaquecimento do sistema de travagem. Note-se que a unidade de coman-

    do vigia a temperatura dos traves por simulao electrnica tendo por base a durao e frequncia

    das intervenes do EDS.

    Vejamos o funcionamento de um sistema ABS-Teves combinado com o sistema EDS.

    Aps se ter colocado o motor em funcionamento e depois de apagada a lmpada de aviso do ABS,

    o sistema fica operacional. O acumulador manomtrico fica com uma presso de aproximadamente

    180 bar.

    Ficha modificada para vlvulas magnticas ABS

    Ficha nova para vlvulas EDS

    ABS/EDS em posio de repouso (fig. 2.14)

    Ficha (nova)

    Ficha modificada

  • Sistemas de Segurana Activa 2.8

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.14 Funcionamento do sistema ABS/EDS em posio de repouso

    Ao ser accionado o pedal de travo, a presso proveniente do acumulador manomtrico chega

    cmara do amplificador, passa pela vlvula EDS 2, pela vlvula principal e pelas vlvulas magnti-

    cas, at aos traves das rodas. De acordo com a posio do pedal o sistema trava o veculo com

    maior ou menor intensidade.

    ABS/EDS com o sistema ABS em funcionamento (fig. 2.15)

    Acumulador manomtrico (aprox. 180 bar)

  • Sistemas de Segurana Activa 2.9

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.15 Funcionamento do sistema ABS/EDS ABS em funcionamento

    Na figura 2.15 os circuitos de leo a escuro esto sob elevada presso enquanto que os que esto a

    cor mais clara esto a baixa presso.

    Se, na acelerao, a unidade electrnica de comando do ABS/EDS identificar, a partir de sinais

    recebidos dos sensores de rotao, que uma das rodas motrizes est a patinar, o sistema EDS

    activado.

    A unidade electrnica de controlo do sistema ABS/EDS faz imediatamente abrir a vlvula EDS 1 e a

    vlvula principal, fechando simultaneamente a vlvula EDS 2.

    O fluido de traves, que se encontra no acumulador manomtrico a uma presso de aproximada-

    mente 180 bar, passa agora atravs de um redutor de presso, a 60-70 bar, atravessando a vlvula

    EDS 1 e a vlvula principal. Nesse mesmo instante a vlvula que acciona o travo da roda que no

    est a patinar fechada, para impedir que esta seja travada. Por sua vez, o par de vlvulas magn-

    ticas, do sistema ABS, pertencentes roda que est a patinar mantm a sua posio de repouso ini-

    cialmente. De seguida entram em aco at que a roda deixe de patinar, isto , esta roda ser trava-

    da at que atinja o mesmo binrio motor da roda que tem maior aderncia.

    ABS/EDS com o sistema EDS em funcionamento (Formao da presso no EDS) (fig. 2.16)

  • Sistemas de Segurana Activa 2.10

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.16 Funcionamento do sistema ABS/EDS EDS em funcionamento

    2.4 SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAO ATRAVS DO SISTEMA DE GESTO ELECTRNICA DO MOTOR

    Quando se efectuam aceleraes bruscas sobre pisos secos e em boas condies, os efeitos de

    uma forte patinagem das rodas motrizes podem ser facilmente controlados, contudo, se se efectua-

    rem fortes aceleraes em pisos molhados, com areia, gelo, neve, ou sobre qualquer piso de fraca

    aderncia mais difcil controlar o veculo, existindo grandes probabilidades de ocorrer acidentes.

    Deste modo alguns construtores decidiram incorporar nos seus veculos sistemas capazes de con-

    trolar a patinagem das rodas motrizes.

    O sistema ETC, e o sistema ASR so disso um exemplo.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.11

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    2.4.1 SISTEMA DE CONTROLO DE TRACO ETC

    O sistema ETC, do ingls Electronic Control System, controla permanentemente a patinagem das

    rodas motrizes do veculo actuando ao nvel do sistema de injeco do motor.

    Este sistema funciona integrado no ABS e ambos utilizam a informao proveniente dos sensores

    de captao da rotao das rodas, necessrios ao funcionamento do ABS.

    Constituio e funcionamento do sistema

    A figura 2.17 ilustra, de forma simples, os componente que fazem parte de um sistema de controlo

    de traco - ETC.

    1. Sensores das rodas dianteiras; 2. Rodas dentadas para informao dos sensores; 3. Sensor de presso; 4. Caixa electrnica do ETC; 5. Luz de aviso do funcionamento do ETC; 6. Sensores de rotao (no diferencial); 7. Interruptor on/off do ETC; 8. Rel; 9. Unidade electrnica de con-trolo do motor (Motronic); 10. Caixa electrnica de etapa final do Motronic

    Fig. 2.17 Esquema do sistema ASB/ETC num veculo

    Como podemos constatar, poucas so as diferenas

    ao nvel dos componentes do ETC relativamente aos

    que fazem parte de um vulgar sistema ABS.

    Fig. 2.18 - Detalhe da colocao dos sensores no diferen-cial para controlo da velocidade de rotao

  • Sistemas de Segurana Activa 2.12

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Como habitualmente, a parte mais complexa do sistema constituda pelas unidades electrnicas e

    pela sua inter-relao.

    A figura 2.19 mostra todos os elementos constituintes do ETC e respectivas ligaes.

    1. Sensores das rodas dianteiras 2. Rodas dentadas para informao dos

    sensores 3. Sensor de presso 4. Caixa electrnica do ETC 5. Luz de aviso do funcionamento do ETC 6. Sensores de rotao (no diferencial) 7. Interruptor on/off do ETC 8. Rel 9. Unidade electrnica de controlo do

    motor (Motronic) 10. Caixa electrnica de etapa final do

    Motronic 11. Injectores 12. Potencimetro da borboleta

    Fig. 2.19 Composio de um sistema

    ETC A informao proveniente dos sensores das rodas dianteiras (1) e do diferencial (6) constantemen-

    te enviada para a UEC (4) do sistema ETC. Com base nesta informao, a unidade electrnica ETC

    controla a velocidade de rotao e a traco de cada uma das rodas motrizes.

    A misso da UEC do ETC registar a velocidade de rotao das rodas no motrizes e compar-la

    com a velocidade de rotao das rodas motrizes, efectuando assim um clculo permanente da velo-

    cidade a que deveriam girar todas as rodas de acordo com os valores das velocidades captadas.

    No momento em que a unidade electrnica ETC detecta um desvio entre a velocidade de cada roda

    e a que deveria ter, isto , quando ocorre patinagem, esta informa a unidade electrnica de controlo

    do motor (Motronic), fazendo-a actuar de acordo com o seguinte processo de diminuio do tempo

    de abertura dos injectores:

    Caso esta reduo na alimentao no seja suficiente a UEC do motor passa a fazer novos cortes

    at que as rodas deixem de patinar.

    1. Em cada duas injeces consecutivas o injector do primeiro cilindro no se abre, o

    que diminui ligeiramente a alimentao de combustvel ao motor e, consequente-

    mente, baixa o binrio motor disponvel.

    2. O injector do primeiro cilindro completamente fechado.

    3. Alm do anterior, o injector do quarto cilindro deixa de abrir em cada duas injec-

    es consecutivas.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.13

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Esta a mxima reduo prevista pelo sistema.

    Estas sete hiptese, que representam um caso extremo de excesso de potncia em arranque ou

    num piso escorregadio, conduzem rapidamente a um abaixamento do binrio, retomando-se de

    seguida os valores de binrio adequados (normalizao dos tempos de injeco) para o tipo de piso

    em que se circula.

    Se o condutor pretender pode desligar o sistema ETC atravs de um interruptor (8). Quando o siste-

    ma est ligado uma luz indicadora (5) no painel avisar o condutor.

    2.4.2 SISTEMA DE CONTROLO DE TRACO ASR

    O ASR (sistema anti-patinagem das rodas) um sistema de controlo de traco que, embora no

    intervenha directamente com o sistema de travagem do veculo, est integrado no sistema ABS e

    tem por funo evitar a patinagem das rodas motrizes a qualquer velocidade. Deste modo, o ASR

    controla e corrige todos os efeitos dinmicos ilustrados na figura 2.20, ou seja, as foras de traco,

    de travagem, as foras centrfugas em curva, as foras de contacto com o solo, foras de rotao

    em torno do eixo vertical que podem alterar a direco do veculo e por fim as foras de inrcia das

    rodas.

    4. Alm dos anteriores, fecha agora, tambm completamente, o injector do quarto

    cilindro.

    5. Alm dos anteriores, o injector do terceiro cilindro deixa de abrir em cada duas

    injeces sucessivas.

    6. Alm dos anteriores, o injector do terceiro cilindro deixa de abrir.

    7. Alm dos anteriores, o injector do segundo cilindro deixa de abrir em cada duas

    injeces seguidas.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.14

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    1. Foras de traco; 2. Foras de travagem; 3. Foras de guiamento lateral; 4. Momentos de inrcia das rodas; 5. Binrio de rotao em torno do eixo vertical; .... Sinal dos sensores das 4 rodas (comportamento rotativo das rodas) .... Impulsos de comando electrnico para regulao hidrulica ABS/ASR Regulao automtica da presso de travagem em caso de ABS/ASR* Troca de dados entre a UEC do ABS/ASR e a UEC do motor Regulao do binrio motor atravs do acelerador electrnico

    * No caso do ABS todas as rodas so reguladas, no caso do ASR apenas as rodas motrizes (aqui as da frente)

    Fig. 2.20 - Sistema ABS/ASR

    O sistema anti-patinagem ASR, que impede a patinagem das rodas em arranques ou em acelera-

    es, aumenta tambm a estabilidade em estrada e a motricidade sobre superfcies deslizantes, ser-

    vindo-se de alguns elementos que fazem parte do sistema ABS (ex.: sensores, electrovlvulas,).

    O ASR actua a qualquer momento sem a interveno do condutor.

    Uma luz indicadora no painel de instrumentos avisa-o do funcionamento do sistema. Habitualmente

    existe um boto na consola que permite ao condutor ligar e desligar o ASR.

    Desligar o sistema de controlo de traco pode ser til quando se tenta desatolar o veculo de neve

    alta ou de um trilho lamacento ou ainda quando se conduz com correntes de neve.

    O ASR aplicado nos veculos pode apresentar trs formas, consoante os rgos actuados:

    Actuao dos traves (fig. 2.21) no nem mais nem menos que o sistema EDS

    descrito anteriormente;

    Actuao do motor (na ignio/injeco e na posio da vlvula da borboleta

    motores a gasolina (fig. 2.22 e 2.23); no sistema de injeco motores diesel (fig.

    2.30 e 2.31);

  • Sistemas de Segurana Activa 2.15

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.21 ASR com interveno ao nvel dos traves (EDS)

    Fig. 2.22 ASR com interveno ao nvel do sistema de injeco e ignio

    1. Sensor de velocidade de rota-o

    2. Grupo hidrulico ABS 3. UEC ABS/ASR 4. Unidade de controlo do EMS

    (acelerador electrnico) 5. UEC do motor 6. Borboleta do acelerador

    Combinao das duas actuaes (fig. 2.24).

    Fig. 2.23 ASR com interveno ao nvel da ignio/injeco e da posio da vlvula da borboleta

  • Sistemas de Segurana Activa 2.16

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    1. Sensor de velocidade de rotao 2. Grupo hidrulico ABS 3. Grupo hidrulico ASR 4. UEC ABS/ASR 5. Unidade de controlo do EMS

    (acelerador electrnico) 6. Borboleta do acelerador

    Fig. 2.24 ASR com interveno sobre os traves e sobre a posio da vlvula da borboleta (vulgo TCS)

    Existem muitos modelos de veculos que esto equipados com ASR actuando ao nvel do sistema

    de travagem e da posio da borboleta at velocidades prximas dos 40 km/h, acima dessa veloci-

    dade o sistema funciona apenas atravs da regulao da vlvula da borboleta. Em alguns casos

    estes sistemas so tambm conhecidos por TCS Traction Control Systems.

    2.4.2.1 - Actuao ao nvel dos traves do sistema combinado ABS/ASR

    O controlo da patinagem das rodas motrizes pode ser efectuado em cada uma das rodas atravs do

    sistema de travagem, contudo, necessrio ampliar o sistema hidrulico do ABS.

    A figura 2.25 ilustra um esquema hidrulico do sistema ABS/ASR com actuao ao nvel dos tra-

    ves. Analisemo-la por forma a perceber o seu funcionamento.

    1. Sensores de rotao das rodas; 2. Acumulador; 3. Bomba de retroalimentao; 4. Amorte-cedor ou acumulador; 5,6,7 e 8. Electrovlvulas; 9. Vlvula de carga; 10. Vlvula limitadora de presso; 11. Vlvula de comutao do ASR; 12. Interruptor; 13. Cilindro principal de traves e bomba; 14. Bomba de carga ASR; 15. Acumulador e vlvula anti-retorno; AV. Parte da frente do veculo Fig. 2.25 Esquema hidrulico de um sistema ABS/ASR com interveno ao nvel do traves

  • Sistemas de Segurana Activa 2.17

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Em travagem normal

    O funcionamento anlogo ao de qualquer circuito hidrulico de travagem convencional. Contudo, a

    presso do circuito de travagem traseiro, fornecida pelo cilindro principal tandem, enviada atravs

    da electrovlvula de inverso (11) e das electrovlvulas (7 e 8), em posio de repouso (no alimen-

    tadas com tenso).

    Com o ABS em funcionamento

    As quatro electrovlvulas (5, 6, 7 e 8) agem normalmente seguindo as trs funes para que foram

    projectadas: fornecem, mantm e reduzem a presso nas rodas. Tal como descrito no captulo 1.

    Com o ASR em funcionamento

    Durante o processo de regulao com ASR, uma electrovlvula adicional de inverso (11) assegura

    a passagem do modo de funcionamento normal para o modo ASR.

    Assim, o acumulador (15) cheio de fluido de traves, pode exercer presso sobre os cilindros dos

    traves das rodas motrizes, sem que o condutor pressione o pedal de travagem.

    Tal como no ABS, as vlvulas electromagnticas (5, 6, 7 e 8) encarregam-se da modulao da pres-

    so, adoptando as diferentes posies de aumento, manuteno e diminuio da presso. A pilota-

    gem por impulsos destas electrovlvulas assegurada pela unidade de controlo do ABS/ASR logo

    que seja detectada qualquer tendncia para a patinagem das rodas motrizes.

    Durante a regulao ASR, a bomba de retroalimentao (3) trabalha permanentemente, de modo a

    permitir a diminuio da presso nos cilindros dos traves das rodas motrizes.

    O fluido dos traves volta ao acumulador (15). No estando a funcionar o ABS/ASR, uma bomba de

    alimentao (14) encarrega-se de carregar o acumulador.

    A interveno ao nvel dos traves tem simultaneamente um efeito de blocagem do diferencial e,

    alm de melhorar a estabilidade e a direccionalidade do veculo, permite ainda uma melhoria da

    traco, essencialmente em pisos com aderncia diferente nas rodas motrizes.

    Na figura 2.26 mostram-se as foras que actuam sobre as rodas motrizes, na direco longitudinal.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.18

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    FB - Fora de travagem FB* - Fora que resulta de FB Fh - Mxima fora de traco que a roda pode transmitir

    quando se encontra sobre o piso de coeficiente de atrito

    h Fl - Mxima fora de traco que a roda pode transmitir

    quando se encontra sobre o piso de coeficiente de atrito

    l h - Coeficiente de atrito de um piso com elevada aderncia l - Coeficiente de atrito de um piso com baixa aderncia

    Fig. 2.26 Efeito de diferencial bloqueado mediante interveno ao nvel dos traves

    A roda que se desloca sobre a superfcie da estrada com maior coeficiente de atrito, h, pode trans-mitir a maior fora, Fh, e a roda que se desloca do lado em que a estrada tem menor coeficiente de

    atrito, l, pode apenas transmitir a pequena fora Fl. Como tal, perante as condies deste piso, o diferencial apenas permite transmitir a fora 2.Fl (= Fl x 2 rodas).

    De modo a evitar que a roda que se encontra sobre o piso em que o coeficiente de atrito l no patine, devido ao elevado momento de traco, aplica-se a fora de travagem FB. Deste modo, a

    mxima fora de traco que se pode transmitir :

    Ft = Fh + Fl = Fl + FB* + Fl = 2.Fl + FB*

    2.4.2.2 - Actuao ao nvel do motor do sistema combinado ABS/ASR

    O aumento do binrio do motor atravs de uma acelerao efectuada pelo condutor provoca um

    aumento do binrio de transmisso. Se este binrio poder ser transmitido, na totalidade, ao piso,

    ento o veculo acelerar livremente, ou seja sem interveno do sistema ASR.

    Contudo, se este binrio de accionamento ultrapassar o binrio mximo fisicamente transmissvel,

    ento, pelo menos uma roda motriz patina. Deste modo, a fora motriz diminui e, devido perda de

    foras de guiamento lateral (ver fig. 2.20), o veculo torna-se instvel.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.19

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    1. UEC do ABS/ASR; 2. UEC do motor (Motronic); 3. Unidade de controlo; 4. Motor, embraiagem e caixa de velocidades; 5. Diferencial; 6. Grupo hidrulico do ASR; 7. Grupo hidrulico do ABS; 8. Servofreio; 9. Traves das rodas; 10 e 11. Rodas; 12. Sensor de rotaes; 13 e 14. Piso da estrada; 15. Massa do ve-culo (mF); p1 e p2. Presso de travagem; 1 e 2. Velocidade perifrica das rodas; F. Velocidade do ve-culo (= velocidade de deslizamento das rodas quando estas bloqueiam); 1 e 2. Deslizamento; R1 e R2. Momento de inrcia das rodas; MA, MA1 e MA2. Momentos de propulso; MB1, MB2. Momento de trava-gem; MR1 e MR2. Momentos de traco nas rodas motrizes; MS1 e MS2. Momentos de atrito devidos ao piso

    Fig. 2.27 Regulao ASR

    Em fraces de segundo o ASR controla o deslizamento das rodas motrizes.

    Como mostra a fig. 2.27, modificando os momentos MR sobre cada roda motriz, as velocidade medi-

    das, 1 e 2, das rodas e portanto a patinagem na acelerao, , podem ser alteradas. O balano dos momentos MR resulta do momento de propulso MA, do momento de travagem MB, e do

    momento (de atrito) provocado pelo piso MS.

    Em veculos com motor a gasolina, o controlo do binrio motor (MA), mesmo que o condutor man-tenha pressionado o acelerador, pode conseguir-se dos seguintes modos:

    Actuando na posio da vlvula da borboleta;

    Actuando no ponto de ignio ou mesmo suprimindo os impulsos de ignio;

    Actuando na injeco de combustvel, suprimindo-a.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.20

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    MSR Regulao do binrio resistente do motor

    O sistema ASR pode ser complementado por uma regulao adicional do binrio resistente do

    motor, o MSR Moment System Regulation. Ao fazer uma reduo de caixa ou ao desacelerar

    abruptamente sobre um piso com gelo, devido ao efeito de travagem do motor, as rodas motrizes

    podem deslizar excessivamente.

    A funo do MSR consiste em elevar ligeiramente o binrio de rotao do motor, atravs de uma

    acelerao moderada, de modo a diminuir a travagem das rodas e manter a estabilidade de condu-

    o.

    Acelerador electrnico EMS

    O sistema ASR pode ser complementado por um dispositivo adicional de controlo electrnico, deno-

    minado EMS Electronic Manegement System (acelerador electrnico), que substitui o accionamen-

    to mecnico entre o pedal do acelerador e, a vlvula da borboleta do motor a gasolina ou a alavanca

    de avano da bomba injectora do motor diesel.

    A unidade electrnica EMS controla a posio do pedal do acelerador e, em funo desta, actua

    sobre um servomotor elctrico que acciona a vlvula da borboleta (motores a gasolina) ou a alavan-

    ca de avano da bomba injectora (motores diesel) ajustando em todos os momentos o binrio motor

    adequado s condies de deslocamento do veculo (figs. 2.27, 2.30 e 2.31).

    A fig. 2.27 ilustra uma verso composta por um mdulo ABS e ASR com controlo da borboleta pelo

    sistema de gesto electrnico do motor EMS e por uma interveno complementar ao nvel da igni-

    o e da injeco, por forma a reduzir o tempo de injeco diminuindo o binrio do motor.

    Neste sistema, que actua ao nvel da potncia debitada pelo motor (sem interveno ao nvel dos

    traves), est integrado o MSR. Deste modo, os componentes hidrulicos do ABS permanecem inal-

    terados e a electrnica do ABS ampliada com o sistema ASR (fig. 2.23).

    Se uma das rodas patinar, ento, a unidade electrnica de comando do ABS/ASR comunica com a

    unidade electrnica de comando do motor, a qual comea imediatamente por atrasar o ponto de

    ignio, conduzindo a uma reduo do binrio de traco.

    Se mesmo assim a(s) roda(s) continuar(em) a patinar a unidade electrnica de comando do motor

    passar a intervir no sistema de injeco. Nesse caso, o tempo de injeco ser reduzido, podendo

    mesmo deixar de serem actuados os injectores at que a unidade electrnica de comando do siste-

    ma ABS/ASR deixe de reconhecer o efeito da patinagem.

    Ao restabelecerem-se os impulsos de ignio, de modo a melhorar o conforto da conduo, o ngu-

    lo de ignio aproxima-se lentamente desde o ponto de atraso at ao ponto ptimo de funcionamen-

    to.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.21

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    1. Grupo hidrulico com funo ABS integrada; 2. Bloco de vlvulas ASR; 3. Unidade electrnica de controlo ABS/ASR; 4. Sensores de rotaes ABS (no eixo dianteiro ABS/ASR); 5. Regulador electrnico da vlvula da borboleta; 6. Excitador do pedal; 7. Ala-vanca de regulao da vlvula da borboleta; 8. Indicador de avaria do ABS; 9. Indicador de avaria do ASR; 10. Indicador de funcionamento do ASR

    Fig. 2.28 Sistema ABS/ASR integrado

    A figura 2.29 compara os tempos de resposta do ASR, em diferentes hipteses de interveno do

    sistema ASR.

    1. ASR com interveno sobre a vlvula da bor-boleta e o sistema de travagem

    2. ASR com interveno sobre a vlvula da bor-boleta e o sistema de injeco/ignio

    3. ASR com interveno sobre a vlvula da bor-boleta

    Fig. 2.29 Comparao dos tempos de resposta do ASR

    Pela anlise deste grfico podemos concluir que, em veculos de duas rodas motrizes, devido ao

    tempo de resposta relativamente longo, o mero controlo do momento de traco atravs da vlvula

    da borboleta origina resultados insatisfatrios, sendo a melhor soluo aquela que combina a actua-

    o ao nvel da vlvula borboleta e do sistema de travagem.

  • Sistemas de Segurana Activa 2.22

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Em veculos com motor a diesel, podemos modificar o binrio propulsor (MA) actuando sobre a alavanca de comando da bomba de injeco diesel (isto , reduzindo o caudal de injeco).

    1. UEC ABS/ASR 2. Unidade de controlo EMS 3. Pedal do acelerador 4. Servomotor 5. Borboleta 6. Bomba de injeco diesel

    Fig. 2.30 Gesto electrnica do motor EMS para o ASR (motor diesel)

    1. UEC ABS/ASR 2. Servomotor 3. Bomba de injeco diesel 4. Pedal do acelerador a. Sem interveno ASR b. Com interveno ASR

    Fig. 2.31 Funcionamento do EMS num motor diesel equipado com uma bomba injectora em linha

    2.5 - REGULAO ABS/EDS/ASR

    As figuras que se seguem mostram as zonas de actuao do EDS e do ASR. Em funo da situao

    de conduo o sistema decide se deve activar o EDS e/ou o ASR.

    Situao de conduo: Traco dianteira com diferena de rotao entre as rodas do eixo diantei-ro e as rodas do eixo traseiro

  • Sistemas de Segurana Activa 2.23

    Sistemas de Controlo de Acelerao

    Fig. 2.32 Situao de actuao exclusiva do ASR

    Nesta situao de conduo, o equilbrio das rotaes em toda a gama de velocidades do veculo

    exclusivamente conseguida atravs do ASR.

    Situao de conduo: Traco dianteira com di